简介
人类史上最伟大的科学著作之一,牛顿在此书中提出万有引力定律与三大运动定律,建立了经典力学体系,统一了天体与地面的物理学。
本书亦收录于《西方世界伟大著作》:中世纪至十八世纪 · 第32卷。
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推荐版本
中译用北京大学出版社王克迪译本。这部书用的是几何证明而非微积分,即便学过高等数学的读者也未必读得顺——牛顿有意把它写成欧几里得的样子。多数人取三处即可:卷首的定义与公理、卷三开头的「哲学中的推理规则」、以及末尾的「总释」。
作品导读
全书三编。第一编建立力与运动的一般理论,第二编讨论有阻力介质中的运动,第三编题为「宇宙体系」,把前两编的结论用于解释行星、月球、彗星与潮汐。三大运动定律列在开头的定义与公理部分。
它的写法是几何式的:定义、公理、命题、证明,形式上直接模仿欧几里得。牛顿在推导中大量使用几何论证而非他自己发明的微积分,这使得原著比后世教科书难读得多,却也显出他有意让此书立于当时公认的严格标准之上。
最要紧的成就在第三编:同一条平方反比的引力定律,既解释苹果落地,也解释月球绕地与行星绕日。此前天上与地上被认为遵循不同的法则,此书取消了这一分界——这是它被视为科学革命顶点的原因。
关于引力的本性,牛顿明言不作假设。他能给出引力如何作用的数学描述,却不解释它为何存在、如何跨越空虚传递。这一点在当时招致不少批评,他本人也并不满意,但坚持不把无法验证的猜想写进书里。
此书极难读,通行的做法是读序言、定义与公理,再择第三编的若干命题。即便如此,也足以看清一件事:近代科学的样子——用数学描述自然,并以此作出可检验的预言——是从这部书开始定型的。
结构图
读这本书的前后
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先看地面上的那一半。伽利略把落体与抛体的规律做了出来,牛顿要做的是让同一套规律也管住月亮与行星。
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两百多年后被动了根基。爱因斯坦这本小册子开头几章讲的正是牛顿的绝对时空如何被取消——读过《原理》里那段「绝对的、真正的、数学的时间」,才知道那一刀有多重。
辅助读物
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二十年功夫写成的学术传记,据手稿重建牛顿的工作现场:光学、力学、炼金术与神学在他那里并不分家。读《原理》只见一副冷硬的演绎外壳,这本让人看见那套体系是在怎样的人身上长出来的。
关于作者
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艾萨克·牛顿爵士,英国博学家,身兼数学家、物理学家、天文学家、炼金术士、神学家、作家与发明家等职。他是科学革命及其后启蒙时代的核心人物,其著作《自然哲学的数学原理》 于1687年出版,不仅完成物理学史上首次重大理论统一,也奠定经典力学的基础。牛顿在光学领域亦作出开创性贡献,并与德国数学家戈特弗里德·莱布尼茨共同被视为微积分的创立者,尽管牛顿实际上早于莱布尼兹多年即已发展出微积分体系。
文:维基百科 CC BY-SA 4.0
图:Godfrey Kneller Public domain
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评论精选
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自然和自然的法则隐藏在黑夜之中;上帝说,让牛顿去吧!于是一切都成为光明。